Question

19．金屬鋁在酸性或堿性溶液中均可與NO₃^-發生氧化還原反應，轉化關系如下：

已知，氣體D和F反應可生成鹽，氣體D和A溶液反應生成白色沉淀．
請回答下列問題：
（1）A和B兩溶液混合產生白色沉淀，該白色沉淀的化學式Al（OH）₃
（2）C、E排入大氣中會造成大氣污染，在催化劑存在下，D可以將C、E轉化為無毒的氣態單質，該單質的電子式
（3）完成鋁在堿性條件下與NO₃^-反應的離子方程式8Al+3NO₃^-+5OH^-+2H₂O=8AlO₂^-+3NH₃↑．
（4）過量D的水溶液與A溶液反應的離子方程式是3NH₃•H₂O+Al³⁺═Al（OH）₃↓+3 NH₄⁺．
（5）D→C反應的化學方程式是4 NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$ 4NO+6 H₂O．
（6）除去氣體C中的雜質氣體E的化學方法：3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO（用化學方程式表示）
（7）Al與NO₃^-在酸性條件下反應，Al與被還原的NO₃^-的物質的量之比是1：1．

Answer 1

分析 酸性溶液中鋁被氧化生成Al³⁺，在堿性溶液中被氧化生成AlO₂^-，在酸性溶液中NO₃^-被還原生成NO，在堿性溶液中被還原生成氨氣，氨氣催化氧化可以生成一氧化氮和水，一氧化氮可以和氧氣反應生成二氧化氮，故A為硝酸鋁，B為偏鋁酸鹽，C為NO，D為氨氣，E為二氧化氮，F為硝酸，然后結合元素化合物性質及化學用語來解答．

解答 解：酸性溶液中鋁被氧化生成Al³⁺，在堿性溶液中被氧化生成AlO₂^-，在酸性溶液中NO₃^-被還原生成NO，在堿性溶液中被還原生成氨氣，氨氣催化氧化可以生成一氧化氮和水，一氧化氮可以和氧氣反應生成二氧化氮，故A為硝酸鋁，B為偏鋁酸鹽，C為NO，D為氨氣，E為二氧化氮，F為硝酸．
（1）A和B兩溶液混合鋁離子與偏鋁酸根離子水解：Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓，生成Al（OH）₃，故答案為：Al（OH）₃；
（2）氨氣可以和一氧化氮或是二氧化氮發生氧化還原反應生成無毒氣體單質為N₂，電子式為，故答案為：；
（3）由以上分析可知，鋁在堿性條件下與NO₃^-反應的離子方程式為：8Al+3NO₃^-+5OH^-+2H₂O=8AlO₂^-+3NH₃↑，
故答案為：8Al+3NO₃^-+5OH^-+2H₂O=8AlO₂^-+3NH₃↑；
（4）氨水屬于弱堿，即使過量也不能溶解氫氧化鋁，反應離子方程式為：3NH₃•H₂O+Al³⁺═Al（OH）₃↓+3 NH₄⁺，
故答案為：3NH₃•H₂O+Al³⁺═Al（OH）₃↓+3 NH₄⁺；
（5）D生成C屬于氨的催化氧化，反應方程式為：4 NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$ 4NO+6 H₂O，
故答案為：4 NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$ 4NO+6 H₂O；
（6）NO難溶于水，NO₂溶于生成NO，所以除去NO中混有的NO₂的方法是通入水中，反應方程式為：3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO，
故答案為：3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO；
（7）在反應中鋁失去3個電子，NO₃^-的還原產物是NO，化合價由+5價降低到+2價，得到3個電子，依據得失電子守恒可知，Al與被還原的NO₃^-的物質的量之比是1：1，
故答案為：1：1．

點評 本題考查圖框題有關物質的轉化問題，側重Al及其化合物轉化的考查，明確發生的氧化還原反應推斷各物質為解答的關鍵，難度中等．